Биомониторинг по состоянию водоемов высших водных растений

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«МОГИЛЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени А.А.КУЛЕШОВА»

ФАКУЛЬТЕТ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

КАФЕДРА БИОЛОГИИ

БИОМОНИТОРИНГ ПО СОСТОЯНИЮ ВОДОЕМОВ ВЫСШИХ ВОДНЫХ РАСТЕНИЙ

 

 

 

 

 

 

                                                                                        Курсовая работа

                                                                                                       студентки 2 курса

                                                                                                       специальности 1-31 01 01-02

                                                                                                       «Биология» (научно-

                                                                                                       педагогическая деятельность) 

                                                                                                      подпись            КИСЛОВА                                                                                          

                                                                                                        ЕЛЕНА ВИКТОРОВНА

 

                                                                                                       Научный руководитель:

                                                                                                       Кондидат биологических наук

                                                                                                       Доцент кафедры биологии

                                                                                                       подпись           И.А.Жарина

 

                                                        

                                                     

                                                         

                                                      Могилев 2009

                                             

                                             ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ                                                                                                           3

 

ГЛАВА 1 ВОДНЫЕ И ПРИБРЕЖНЫЕ РАСТЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ И ИХ МОРФО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ               5

 

ГЛАВА 2  ТЕХНОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДНОЙ И ПРИБРЕЖНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ПОЙМЫ РЕКИ ДНЕПР ГОРОДОВ ЖЛОБИНА И РЕЧИЦЫ                                                                                                                12

                                       

ГЛАВА 3 ПРОБЛЕМЫ РЕК И ОЗЕР БЕЛАРУСИ                                            16

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ                                                                                                     20

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК                                                                  21

 

                

                       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                   

ВВЕДЕНИЕ

 

Растительный мир Беларуси необычайно богат  и разнообразен. Его системные компоненты - флора и растительность - уникальны по своему характеру и составу. И хотя во флоре Беларуси нет эндемичных видов растений, ее территория представляет значительную ценность в фитогеографическом и флорогенетическом отношении. По территории  РБ проходят границы ареалов значительного числа видов растений, многие из которых являются редкими и исчезающими не только в Беларуси, но и в Европе. В Беларуси встречаются уникальные растительные сообщества (широколиственные, елово-широколиственные и др.). И, наконец, весь растительный комплекс территории республики - единственный в своем роде и неповторимый в растительном покрове Земли.

Все это, наряду с освоением природных ресурсов (в том числе растительных) Беларуси человеком, предопределяет необходимость  детального изучения и охраны ее растительного мира. Прекрасна и богата природа Беларуси. У нас нет высоких гор и морей, но много живописных возвышенностей, густых лесов, голубых рек и озер, уникальных болотных массивов.

Естественный растительный покров Беларуси занимает около 65% территории республики и представлен лесными, луговыми и болотными сообществами. Всего в современной флоре Беларуси насчитывается около 1500 видов травянистых растений, являющихся основным компонентом луговых, болотных и значительной части сельскохозяйственных угодий. Но особую живописность пейзажам придают древесные растения, среди которых 28 видов деревьев и около 60 видов кустарников.

В Беларуси 20,8 тысяч рек и ручьев общей протяженностью 90,6 тыс.км. Средняя густота речной сети – 43,6 км на 100 км2. Протяженность свыше 500 км имеют 6 рек – Березина, Неман, Сож, Припять, Днепр, Западная Двина. Два морских бассейна собирают воду белорусских рек: Черное море и Балтийское. К теплым южным водам стремится Днепр, забирая на своем 700 километровом пути через Беларусь 58% всех ее речных вод. И только 42% остаются на долю рек Немана и Западной Двины. В республике около 11 тысяч озер. Особенно много озер на севере и северо-западе республики. Север Беларуси называют Поозерьем – краем голубых озер. Самое большое озеро – Нарочь. Расположено оно в красивой залесенной местности и имеет площадь 80 км2, глубину 25 м. Современная флора Беларуси включает 180 видов высших водных растений, из которых 34 вида имеют достаточные запасы и могут быть использованы в промышленных и хозяйственных целях.

Актуальность работы продиктована необходимостью рассмотреть проблемы загрязнения водоемов Республики Беларусь. На сегодняшний день этот вопрос является одним из важнейших и требует решения.Всвязи с активной деятельностью многочисленных заводов и фабрик, а также деятельностью человека, выбрасывается огромное количество химических веществ и различного мусора, которые влияют не только на состояние водоемов, но и на растительность. Все это приводит к обеднению флористического состава нашей республики и к исчезновению редких видов растений.

Цель этой работы – познакомиться с видовым составом водных и прибрежно-водных растений Беларуси, с их морфо-биологическими особенностями и характером распределения их в водоеме, особенностями среды обитания.

Задачи заключаются в следующем:

1. Изучить водоемы Беларуси и проблемы их загрязнения.
2. Исследовать степень загрязнения водной и прибрежно-водной растительности.
3. Проанализировать возможность использования высших растений для биоиндикации рек.

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 1

 

ВОДНЫЕ И ПРИБРЕЖНЫЕ РАСТЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ И ИХ МОРФО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

 

1) Погруженные в воду растения отличаются большим рaзвитием поверхности по отношению к общей массе тела. Увеличение поверхности достигается ветвлением стебля и рассечением листовой пластинки на узкие, мелкие доли. Некоторые водные растения, например валлиснерия, имеют очень тонкие и длинные листья.

    2) Механическая ткань развита слабо или совсем отсутствует, так как растения хорошо поддерживаются водой. Вынутое из воды растение сразу поникает, стебли и листья его повисают. Если же у некоторых погруженных в воду растений происходит развитие механической ткани, то располагается она в центральной части стебля, обычно вокруг проводящих пучков, увеличивая прочность и эластичность последних.

   3) Ввиду того, что поглощение воды и растворенных в ней веществ происходит всей поверхностью погруженных в воду частей растения, проводящие элементы ксилемы развиты слабо, флоэмная (лубяная) часть в пучках центрального цилиндра стебля не редуцируется.

   4) У всех водных растений очень сильно развита воздухоносная ткань - аэренхима. Образована она системой межклетников, пронизывающих все тело растения, и хорошо выражена во всех его органах: в стеблях, черешках, корнях и корневищах. Крупные полости межклетников хорошо видны на поперечном срезе стебля, цветоножки или черешка листа даже невооруженным глазом. Воздухоносные полости способствуют всплыванию растений в верхние слои воды, где условия для фотосинтеза лучше. Кроме того, аэренхима обеспечивает запас газов и служит как бы вентилирующей системой; у водно-воздушных растений - у растений с плавающими на поверхности воды листьями- посредством устьиц аэренхима связана с воздушной средой, что улучшает газообмен в подводных органах.

   5) Слабый свет в водной среде обусловливает теневую структуру подводных листьев. Надводные листья, на которые падают прямые солнечные лучи, имеют дифференциацию мезофилла на палисадную и губчатую паренхиму.

   6) Многим  водным растениям свойственно явление разнолистности, или гетерофилии, т. е. наличие на одном побеге листьев разной формы, подводные листья сильно рассеченные, а надводные менее рассеченные или цельные.

   7) У растений, целиком погруженных в воду, и у плавающих на поверхности воды слабо развита корневая система. Корни их лишены корневых волосков и несут другую функцию, являясь, больше органами уравновешивания растений на поверхности воды, чем органами поглощения воды, или корней нет совсем..

   8) Большинство водных растений многолетние, вегетативное размножение у них преобладает над семенным, а у рясок, элодеи размножение обеспечивается исключительно вегетативным способом.  Самый распространенный способ зимовки многолетних  растений в виде побегов с сильно укороченными междоузлиями и в виде особых  зимующих почек, образующихся на материнских  растениях в конце вегетационного периода. В зимующих побегах и почках возобновления накапливается крахмал, их плотность поэтому увеличивается, осенью они отделяются от материнского растения и опускаются на дно водоема, где и перезимовывают.

   9) Покровная ткань - эпидермис у водных растений отличается от покровной ткани наземных растений. У погруженных в воду растений клетки эпидермиса имеют тонкую целлюлозно- пектиновую оболочку, кутикула не развивается. Эпидермис не  несет устьиц. Плавающие листья имеют хорошо развитую кутикулу. Устьица развиваются на верхней стороне листа. Часто клетки  эпидермиса водных растении содержат хлоропласты .

  10) Плоды и семена водных и прибрежных растений долго сохраняют способность к прорастанию. Эта особенность выработалась, вероятно, в процессе естественного отбора как приспособление к временному пересыханию водоемов.

   11) Прибрежные растения, такие, как стрелолист, частуха рогоз, тр6стник, камыш и др., являются как бы переходными между наземными и  водными растениями, так как они могут развиваться и жить в водной и в воздушной среде.

         Водная растительность в озерах образует концентрические зоны. Проникновение растений в глубину зависит от прозрачности воды. Обычно растения поселяются до глубины 3—4 м, а в очень прозрачных озерах до 7—8 м. Глубже других проникают растения, полностью погруженные в воду: рдест, элодея, телорез, роголистник, хара. Легкости и плавучести их способствует обилие воздушных тканей, составляющих до 70 % объема тела. Сильная рассеченность листовой пластинки на мелкие доли способствует лучшему снабжению растений кислородом. Тело таких представителей очень гибкое, мягкое, обычно покрыто слизью, которая предохраняет ткани от вымывания солей. На некоторых озерах Полесья в полосе погруженной растительности встречается необычное цветковое растение, ставшее очень редким — насекомоядная альдрованда пузырчатая. Подводные нитевидные стебли ее усажены бесчисленными пузырьками. На одном конце пузырька имеется входное отверстие с дверцей, которая быстро открывается, если коснуться ее чувствительных наружных волосков. Жертва засасывается внутрь так быстро, что за этим нельзя проследить простым глазом.

       В некоторых пойменных озерах бассейна Припяти и Муховца встречается древнее и редкое растение — сальвиния плавающая — единственный в Белоруссии водный представитель папоротниковых.  
На прибрежном мелководье водоемов тянется полоса воздушно-водных растений (тростник, камыш, рогоз, манник хвощ). Их эластичные стебли возвышаются над поверхностью воды и достигают высоты 1,5—2 м. Они образуют «второй берег» озера, сохраняют его от разрушения. 
 Важнейшую полосу водных растений образуют полностью погруженные макрофиты, т. е. растения, живущие под водой, и только летом, в период цветения, выбрасывающие на воздух свои соцветия. В это время многие озера напоминают цветущий луг. Самые распространенные среди них — различные виды рдестов (пронзеннолистный, стеблеобъемлющий, блестящий, курчавый, сплюснутый и др.), роголистник, элодея, уруть, телорез и др. Каждое растение обладает своеобразными свойствами. Рдест блестящий, например, занимает крутые сублиторали чистых глубоких озер, а курчавый является показателем увеличения в воде биогенных веществ. Телорез относится к турионам. Произрастая на илистом дне, он размножается с помощью многочисленных отростков, но к моменту цветения отрывается от грунта, всплывает на поверхность и выбрасывает стройный белый цветок. Элодея канадская часто образует густые заросли, вытесняя другие растения, и потому получила название «водяной чумы».

В зоне подводных макрофитов на значительных глубинах в прозрачных озерах растут высшие водоросли — харовые. В наших озерах распространены два их вида — лучица и блестянка. Глубже встречаются лишь водяные мхи. Харовые водоросли усваивают из воды углекислый кальций. Поэтому их органы отличаются жесткостью, а стебли инкрустированы известью.Среди растений наших озер есть редкие и реликтовые, занесенные в Красную книгу БССР.

Отметим такое подводное растение, как полушник озерный. Это показатель холодных, прозрачных, низкоминерализованных озер.Обычно распространен в высокогорных и северных водоемах. Очень чувствителен к любому загрязнению, поэтому ареал его сужается. В Белоруссии встречен в озерах-заказниках Свитязь, Глубокое, Чербомысло и Великое Островито на глубине 2—5 м. Его спутником на глубине 50—80 см является охраняемое растение — лобелия Дортмана.На мелководьях чистых озер встречается еще одно редкое растение — меч-трава. Охраняется в заказнике «Блакитные озера». В Белорусском Поозерье проходит северная граница распространения водяного ореха. Заметное сокращение его численности связано с осушением и загрязнением водоемов.В заводях растет небольшое насекомоядное растение семейства росянковых — пузырчатка. Оно не имеет корней и питается мельчайшими водными животными — представителями зоопланктона. Ловчий аппарат образуют листики с заостренными волосками и особыми пищеварительными железками.